Resonans är ett fysiskt fenomen som uppstår när en kraft appliceras på ett system med frekvens lika med eller mycket nära grundfrekvensen för det systemet. Resonansen orsakar en ökning i amplitud oscillation större än den som orsakas av andra frekvenser.
Ett enkelt exempel vi kan ge är resonansen hos mekaniska system. För att sätta en balans i vila för att svänga, är det intressant att vi applicerar en kraft på den med jämna mellanrum när det är som högst. Genom att göra detta kommer systemet att växla till oscilleraiamplitudervarjesvängstörre. Men om kraften appliceras med en annan frekvens kommer vi inte att ha samma effektivitet när det gäller att tillföra energi till den balansen.
Resonanstyper
Det finns flera typer av resonans: mekanik, sonor,elektrisk,magnetisk, optisk. Kolla in några exempel:
Mekanisk resonans: applicering av krafter i en oscillerande balans, vilket får den att svänga med ökande amplituder.
Resonansljud: produktion av övertoner med musikinstrument.
Resonanselektrisk: elektriska kretsar som används i tv-apparater, radioapparater och mobiltelefoner använder kondensatorer och induktorer som kan ställas in för att resonera med radiovågornas frekvenser. På detta sätt är det möjligt att fånga och öka amplituden för dessa vågor, och återskapa informationen i dem.
Magnetisk resonans: denna typ av resonans uppstår när ett statiskt, högintensivt magnetfält appliceras på atomkärnor. Sedan får ett oscillerande magnetfält att protonernas magnetfält resonerar och avger strålning som kan producera skarpa bilder av olika typer av vävnad.
Resonansoptik: uppträder i reflekterande hålrum och kan användas för att öka ljusets amplitud och producera högintensiva ljusstrålar, som t.ex. laser.
magnetisk resonans
DE resonansmagnetisk är ett fysiskt fenomen av kvantursprung som uppstår på grund av en egenskap som finns i protoner och elektroner som kallas snurra. O snurra Det är en art av magnetiskt fält inneboende närvarande i flera partiklar. När dessa partiklar utsätts för ett intensivt yttre magnetfält, kommer deras snurrar rada upp i form parallell eller motsatt till det externa magnetfältet, och avger i processen en liten mängd energi, som kan detekteras av moderna magnetiska resonansanordningar. Dessa tester kan användas för att ge detaljer om den inre strukturen hos organ och vävnader som inte kan ses på tester som en CT-skanning eller röntgen.
Magnetisk resonans uppstår från en kvantegenskap hos partiklar som kallas spinn.
Ljud eller akustisk resonans
DE resonanssonor det händer när en emitterande källa lyckas sända ut vågor vid frekvenser mycket nära en mottagares naturliga svängningsfrekvens. Denna naturliga frekvens, även känd som grundfrekvens, motsvarar antalet svängningar per sekund som kan producera övertonerdet vill säga vågfrekvenser som konstruktivt kan interferera med sig själva, vilket ger en signifikant ökning av deras amplitud.
På betygmusikaler är exempel på övertoner. Varje musikalisk ton motsvarar en överton, och varje överton är en multipel av frekvensgrundläggande av instrumentet. Grundfrekvensen kallar vi a mindrefrekvens kunna producera stående vågor på ett musikinstrument.
Ta till exempel resonansen i gitarrsträngar: om vi kontrollerar dragkraften som appliceras på strängen, lossning eller genom att dra dess tuners och dess längd, trycka den i en av dess rutor, kan vi välja den överton som kommer att produceras. Produktionen av dessa övertoner sker när vi sätter strängen att svänga. I det ögonblicket utbreder sig två vågor längs repet i motsatta riktningar. När de reflekteras av repets ändar, dessa vågor Lägg tilldinamplituder (det här fenomenet kallas interferens). Denna vibration överförs sedan till luften och producerar ljudet av musiknoter.
DE frekvensgrundläggande av en gitarrsträng kan beräknas med hjälp av följande matematiska uttryck:
f – harmonisk frekvens
Nej – övertonsnummer
L – repets längd
F – dragkraft på repet
μ – linjär täthet av strängen
m – repmassa
Frekvenserna som produceras av gitarrsträngarna bestäms av densitetlinjär (μ) av strängen, av dragning som appliceras på den (F) och av dess längd (L).
Se också: Vad är eko och reverb?
DE resonans ljud förekommer också i instrumentiblåsa. Dessa instrument har en resonanshålighet som kallas rörljud. Det finns två typer av ljudrör: öppen och stängd. Medan slutna ljudrör har en av sina ändar stängd, har öppna ljudrör en öppning på båda sidor.
I ljudrören, den ljudvågor de reflekteras från rörväggarna och resonerar och producerar övertoner. Beräkningen vi använder för att bestämma frekvensen som sänds ut av ett ljudrör beror på om det röret är öppet eller stängt. Kolla på:
f – harmonisk frekvens
v – ljudets hastighet i luften
Nej – övertonsnummer
L – rörlängd
Seockså: Lär dig bygga ditt eget blåsinstrument.
Med hjälp av ekvationerna som visas ovan kan vi enkelt bestämma vilka längder av ett slutet ljudrör som producerar övertoner. För det är det nödvändigt att använda en experimentell apparat som den i följande figur:
Denna apparat består av en vattenreservoar som kommunicerar med ljudröret genom en liten slang. Genom att ändra höjden på behållaren är det möjligt att styra längden på röret. Då är det bara att närma sig a stämgaffel vibrerar från detta rör, ändrar höjden på reservoaren tills en tydlig ökning av ljudintensiteten märks. Därmed kommer det att vara möjligt att veta vilka rörlängder som resulterar i resonans och följaktligen i produktion av övertoner.
Seockså: Känn till skillnaderna mellan ljudstyrka, klang och tonhöjd.
Ett annat välkänt experiment är ett som går ut på att krossa ett glas samtidigt som man sjunger vissa musikaliska toner. Detta är bara möjligt när vi sjunger exakt i frekvensgrundläggande eller i en flera olika den frekvensen. Om ljudstimulansen upprätthålls tillräckligt länge, kommer molekylerna i koppen att svänga i allt större amplituder tills koppen går sönder.
För att två identiska koppar ska ge resonans behöver vi bara producera en vibration i en av dem, som kommer att överföras med luft till den intilliggande koppen.
Av mig Rafael Helerbrock
